Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 9 tỉnh Thanh Hóa năm 2013 - 2014

Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 9 tỉnh Thanh Hóa năm 2013 - 2014 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đ...

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2013 - 2014 Môn thi: VẬT LÝ Lớp THCS Ngày thi: 21 tháng 03 năm 2014 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề có 06 câu, gồm 02 trang ĐỀ CHÍNH THỨC Số báo danh Câu (4,0 điểm) Hai ô tô đồng thời xuất phát từ A đến B cách A khoảng L Ô tô thứ nửa quãng đường đầu với tốc độ không đổi v1 nửa quãng đường sau với tốc độ không đổi v2 Ô tô thứ hai nửa thời gian đầu với tốc độ không đổi v1 nửa thời gian sau với tốc độ không đổi v2 a Hỏi ô tô đến B trước đến trước ôtô lại bao lâu? b Tìm khoảng cách hai ô tô ô tô vừa đến B Câu (4,0 điểm) Người ta đổ vào hai bình nhiệt lượng kế, bình 200 g nước, nhiệt độ 300C 400C Từ bình “nóng” người ta lấy 50 g nước, đổ sang bình “lạnh” hơn, khuấy Sau đó, từ bình “lạnh” lại lấy 50 g, đổ sang bình “nóng” hơn, lại khuấy Hỏi phải lần công việc đổ đi, đổ lại với 50 g nước để hiệu nhiệt độ hai bình nhiệt lượng kế nhỏ 10C? Bỏ qua trao đổi nhiệt với cốc, môi trường hai bình nhiệt lượng kế Câu (4,0 điểm) Cho mạch điện hình 1, U = 24 V, R1= 12  , R2 =  , R4 =  , R3 biến trở, ampe kế có điện trở không đáng kể a Cho R3 =  Tìm cường độ dòng điện qua điện trở R1, R3 số ampe kế b Thay ampe kế vôn kế có điện trở lớn Tìm R3 để số vôn kế 16 V Nếu điện trở R3 tăng số vôn kế thay đổi nào? ● U ● R1 A M A N R3 R2 C R4 Hình Câu (3,0 điểm) Ở hình 2: biết đường tia sáng (1) qua thấu kính phân kỳ qua điểm A Hãy vẽ đường tia sáng (2) qua thấu kính Một chụp đèn mặt nhẵn để phản xạ ánh sáng (hình 3), S điểm sáng đặt trung điểm AB Biết cạnh OA = OB, tính góc đỉnh nhỏ chụp đèn, cho tia sáng phát từ S phản xạ lần bên chụp đèn A (1) O O (2) A  S B Hình Hình Câu (3,0 điểm) Một đồng chất có tiết diện thả vào chất lỏng có khối lượng riêng D Một đầu buộc với vật tích V sợi dây mảnh không co dãn Khi có cân chiều dài chìm chất lỏng, (hình 4) a Tìm khối lượng riêng Hình b Cho trọng lượng P Tìm khối lượng riêng vật lực căng T sợi dây Câu (2,0 điểm) Em trình bày phương án thí nghiệm để xác định giá trị hai điện trở R1 R2 Chỉ dùng dụng cụ sau đây: - Một nguồn điện có hiệu điện U chưa biết - Một điện trở có giá trị R biết - Một ampe kế có điện trở RA chưa biết - Hai điện trở cần đo R1 R2 - Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể HÕT Giám thị coi thi không giải thích thêm SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA -ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC (Đáp án gồm trang) CÂU KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2013-2014 Môn thi: Vật lý Lớp 9.THCS Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi) NỘI DUNG ĐIỂM a Xác định xe đến B trước: Câu 4,0 điểm v v L L  L 2v1 2v2 2v1v2 t t 2L * Thời gian để ô tô thứ hai từ A đến B là: v1  v2  L  t2  2 v1  v2 * Thời gian để ô tô thứ từ A đến B là: t1  L(v1  v2 )  suy t1  t2 2v1v2 (v1  v2 ) * Vậy ô tô thứ hai đến B trước đến trước khoảng thời gian: L(v1  v2 ) t  t1  t2  2v1v2 (v1  v2 ) b Khoảng cách hai xe xe thứ hai đến B * Có thể xảy trường hợp sau xe thứ hai đến B: - Xe thứ nửa quãng đường đầu quãng đường AB - Xe thứ nửa quãng đường sau quãng đường AB - Xe ô tô thứ đến điểm quãng đường AB Cụ thể: * Xe thứ nửa quãng đường đầu quãng đường AB, khoảng v v 2L cách hai xe là: S  L  v1t2  L  v1 L v1  v2 v1  v2 L Trường hợp xảy S   v2  3v1 * Xe thứ nửa quãng đường sau quãng đường AB, khoảng (v  v ) cách hai xe là: S  t.v2  L 2v1 (v1  v2 ) L Trường hợp xảy S  hay v2  3v1 * Xe ô tô thứ đến điểm quãng đường AB, khoảng cách L hai xe là: S  Trường hợp xảy v2  3v1 Câu * Gọi nhiệt độ ban đầu bình nhiệt lượng kế “nóng” “lạnh” T t 4,0 + Nhiệt độ t1 bình “lạnh” sau chuyển lượng nước  m từ bình “nóng” sang P/t điểm cân nhiệt là: Cm(t1 – t) = C  m(T – t1) Trong m khối nước ban đầu, C nhiệt dung riêng nước mt + ΔmT kT + t Δm * Từ suy ra: t1 = (Với k = =  1) m + Δm k+1 m * Tương tự nhiệt độ t2 bình "nóng" sau chuyển lượng nước Δm từ bình "lạnh" sang Ta có p/t cân nhiệt: C(m - Δm )(T – t2) = C Δm (t2 – t1) (m - Δm)T + Δmt1 kt + T Suy ra: t2 = = kt1 + (1 - k)T = m k+1 * Như sau lần đổ đi, đổ lại, hiệu nhiệt độ hai bình * Ta có: t1  t2  0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ t2 – t1 = (T - t) 1-k 1+k 1-k (1 - k) = (T - t) (1) 1+k (1 + k) 1-k * Như sau lần đổ đi, đổ lại hiệu nhiệt độ hai bình thay đổi lần 1+k 1-k * Thay số: T – t = 100C; k = 0,25; = 0,6 1+k * Từ (1) ta có bảng giá trị sau Vậy ta phải thực lần * Tương tự sau lần đổ thứ hai : t4 – t3 = (t2 – t1) Lần đổ đi, đổ lại Hiệu nhiệt độ hai bình 60C 3,60C 2,160C 1,30C 0,780C Câu a Cường độ dòng điện qua điện trở R1, R3 số am pe kế: 4,0 ● U ● điểm * Do ampe kế có điện trở không đáng kể, mạch I điện có dạng hình vẽ: R1 I1 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1,0 đ I2 I3 R3 R4 I4 R2 R R I U 24 = A, + R234 = R2 + = 12  , + I3 = I4 = = A = R1 12 R3 + R4 * Quay sơ đồ gốc: IA = I1 + I3 = A, Vậy ampe kế A b Tìm R3 nhận xét số Vôn kế * Thay ampe kế vôn kế: Mạch có dạng:  (R1nt R ) // R  nt R4 * I1 = 1,0 đ 0,5 đ ● U ● I A R1 M I1 V N 0,5 đ R3 I2 R2 R4 C I4 + Ta có UAM = U1 = U – UMN = 24 – 16 = V U = A + I1 = = R1 12 21 + R R2 21 + R + Mặt khác: I1 = I= I  I = I1 = R + R1 + R 21 + R 9 + Lại có: UMN = UMC + UCN = I1R3 + IR4 0,5 đ 2 21 + R R3 + Suy ra: R3 =  3 * Điện trở tương đương toàn mạch Thay số: 16 = RAB = R123  R4  R13 R2 15R3  234 81  R4   15  R13  R2 R3  21 R3  21 Do R3 tăng  điện trở toàn mạch tăng  cường độ dòng điện mạch U U I = I4 = giảm  U4 = I.R4 giảm  U2 = U – U4 tăng  I2 = tăng  R tm R2 I1 = I – I2 giảm  U1 = I1R1 giảm Vậy UMN = U – U1 tăng lên, tức số vôn kế tăng Câu a Vẽ đường tia sáng (2) qua thấu kính: 3,0 - Kéo dài (1) cắt thấu kính I, Nối I với A, kéo dài AI điểm - Kéo dài (2) cắt (1) S thấu kính J - Coi S nguồn sáng cho hai tia tới (1) (2) - Từ S vẽ tia tới SO cho tia ló truyền thẳng, cắt đường kéo dài tia ló (1’) S’ - S’ ảnh S tạo thấu kính phân kì - Nối S’J, kéo dài cho ta tia ló (2’) tia tới (2) qua thấu kính Kết vẽ hình vẽ S (1) S’ A I 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ (1’) O 0,5 đ (2) J (2’) b Tính góc nhỏ chụp đèn * Chùm tia phản xạ coi từ ảnh S’ S tạo chụp đèn Để chùm tia phản xạ phản xạ lần chụp đèn chùm tia phản xạ lần đầu từ phần chụp đèn bên có tia phản xạ đến phần chụp đèn đối bên phải trượt mặt phản xạ mặt chụp đèn bên đối Muốn vậy, ảnh bóng đèn phải nằm đường thẳng kéo dài từ mép lên đỉnh chụp đèn * Từ phân tích trên, ta xác định vị trí ảnh bóng đèn để suy góc nhỏ chụp đèn hình vẽ S’ O 0,5 đ x 0,5 đ A S B * Ta có góc AOS = góc SOB (vì chụp đèn AOB dạng tam giác cân đỉnh O) ; Góc S’OA = góc AOS S’ đối xứng với S qua AO (S’ ảnh S) Tóm lại: góc S’OA = góc AOS = góc SOB Mà tổng góc góc S’OB 1800 suy góc AOB = 0,5 đ 2.180  1200 Vậy: góc đỉnh chụp đèn 1200 3 Câu a Tìm khối lượng riêng thanh: * Các lực tác dụng lên hình vẽ 3,0 FA điểm G 0,5 đ I A T P Gọi thể tích, khối lượng riêng V0, D0 Trọng tâm G, trung điểm phần ngập nước I 0,5 đ P IA * Chọn A làm điểm tựa cho đòn bẩy, ta có:   FA GA 10V0 D0 4.D   9D0  4D  D0  10 .V0 D 3 4D Vậy khối lượng riêng là: D0 = b Cho trọng lượng P Tìm khối lượng riêng vật lực căng T sợi dây: * Tìm sức căng T: Chọn I làm điểm tựa, ta có: P AI P P    T  Vậy sức căng T sợi dây T = T GI 2 * Gọi D1, P1 khối lượng riêng trọng lượng vật Tìm D1 : P Ta có: T + FA = P1  + 10D.V = 10D1V P  20DV * Khai triển P + 20DV = 20D1V  D1  20V P  20DV Vậy: Khối lượng riêng vật là: D1  20V Câu * Mắc nối tiếp R với ampe kế RA mắc vào hai cực nguồn U ampe kế 2,0 U điểm giá trị Io với: I o  (1) R  RA * Khai triển - Thay R R1, ampe kế giá trị: I  U R1  R A (2) - Thay R R2, ampe kế giá trị: I  U R2  R A (3) - Thay R R1+R2, ampe kế giá trị: I  * Từ (3) (4): R1  1  U U   U    I I2  I I2  1  * Từ (2) (4): R2  U     I I1  U R1  R2  R A 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ (4) (5) 0,5 đ (6) 0,5 đ * Từ (1) (2): R  R1  1 1 1 U U   R  U      (7) I o I1  I o I I1 I  1 1    R  I o I I * Chia (7) cho (5) ta được:  R1 1    I I2 1   I * Tương tự: R2  R 1     I Io     I2   R R 1      I I2  1 1 1       I I o I I1  1  I  0,5 đ 1   I I  -HẾT Chú ý: Học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa ... coi thi không giải thích thêm SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA - ÁP ÁN CHÍNH THỨC (Đáp án gồm trang) CÂU KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 201 3- 2014 Môn thi: Vật lý Lớp 9. THCS... đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ t2 – t1 = (T - t) 1-k 1+k 1-k (1 - k) = (T - t) (1) 1+k (1 + k) 1-k * Như sau lần đổ đi, đổ lại hiệu nhiệt độ hai bình thay đổi lần 1+k 1-k * Thay số: T – t = 100C; k = 0,25;... Chỉ dùng dụng cụ sau đây: - Một nguồn điện có hiệu điện U chưa biết - Một điện trở có giá trị R biết - Một ampe kế có điện trở RA chưa biết - Hai điện trở cần đo R1 R2 - Một số dây dẫn có điện